(57)【要約】  ガスクロマトグラフィ（ＧＣ）において、試料をキャリアガスの流れに導入し、混合物を加熱されたＧＣカラムに通して、試料からクロマトグラフィデータを取得する。この間、カラムは初期温度から最終温度まで加熱される。その後、冷却プログラムに従ってカラムを冷却する。冷却プログラムは、第１の冷却ランプ、その後の等温保持、及びその後の第２の冷却ランプを含むことができる。あるいはまた、カラムが冷却されている間に、カラムを通るキャリアガスの流れを遅くするか、或る時間停止させてもよく、その後、別の試料の処理の準備としてカラムを通るキャリアガスの流れを元の流量で再開してもよい。このようにカラム温度及び／又は流れを制御することは、カラムブリードキャリーオーバ及び／又はその影響を低減するために有効であり得る。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料に対してガスクロマトグラフィ（ＧＣ）を実施する方法であって、
キャリアガスをＧＣカラムに流すことと、
試料運転時間の間、加熱プログラムに従って前記ＧＣカラムを加熱することであって、前記加熱プログラムは、
前記ＧＣカラムのカラム温度を初期温度から最終温度まで上昇させること、
を含む、加熱することと、
前記試料運転時間の間、前記試料を前記流れているキャリアガスに注入して前記試料と前記キャリアガスとの混合物を生成するとともに該混合物を前記ＧＣカラムに流すことと、
前記試料運転時間の後、冷却プログラムに従って前記ＧＣカラムを冷却することであって、前記冷却プログラムは、
前記カラム温度を前記最終温度から滞留温度まで低下させることと、
等温滞留時間の間、前記カラム温度を前記滞留温度に保持することと、
前記等温滞留時間の後、前記カラム温度を前記滞留温度から前記初期温度まで低下させることと、
を含む、冷却することと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記滞留温度は、前記ＧＣカラム相の固定相の分解を実質的に回避するのに十分に冷たい温度であり、前記試料運転時間の前に前記ＧＣカラム内に存在する分解生成物をフラッシュして除去するのを促進するのに十分に温かい温度である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記滞留温度は、前記最終温度よりも約２０℃〜約１００℃低い範囲内にある、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記等温滞留時間は、前記試料運転時間の前に前記ＧＣカラムに存在する分解生成物を前記ＧＣカラムからフラッシュ可能にするのに有効な時間である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記最終温度から前記滞留温度までの前記カラム温度の低下が起こる持続時間と前記等温滞留時間との合計としてフラッシュ時間を定義することを含み、前記フラッシュ時間は、前記ＧＣカラムのボイド時間の約１倍〜約４倍の範囲内の時間及び約１分〜５分の範囲内の時間からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記カラム温度を前記最終温度から前記滞留温度まで低下させること、又は前記カラム温度を前記滞留温度から前記初期温度まで低下させること、又は前記のことの両方は、１００℃／分〜１０００℃／分の範囲内の冷却速度で実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記カラム温度を前記最終温度から前記滞留温度まで低下させることは、第１の冷却速度で行われ、前記カラム温度を前記滞留温度から前記初期温度まで減少させることは、第２の冷却速度で行われ、前記第１の冷却速度は前記第２の冷却速度よりも大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記等温滞留時間の間、前記カラム温度を前記滞留温度に保持することの開始時間に、又はその後に、カラム流量を初期流量から上昇流量に増加させることと、前記等温滞留時間の少なくとも一部にわたる流量保持時間の間、前記カラム流量を前記上昇流量に保持することとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記カラム流量を増加させることは、カラム入口圧力を増加させることを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記試料運転時間の間に、前記混合物を前記ＧＣカラムから検出器に流して、前記試料からクロマトグラフィデータを取得することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記冷却プログラムに従って前記ＧＣカラムを冷却することは、対象の検体が前記カラムから溶出した後に行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
ガスクロマトグラフィ（ＧＣ）システムであって、
ＧＣカラムと、
試料とキャリアガスとの混合物を前記ＧＣカラムに流すように構成されたキャリアガス源と、
前記ＧＣカラムを加熱するように構成された加熱装置と、
コントローラと、
を備え、前記コントローラは、
試料運転時間の間に、前記混合物を前記ＧＣカラムに流すように前記キャリアガス源を制御することと、
前記試料運転時間の間に、加熱プログラムに従って前記ＧＣカラムを加熱するように前記加熱装置を制御することであって、前記加熱プログラムは、
前記ＧＣカラムのカラム温度を初期温度から最終温度まで上昇させること、
を含む、制御することと、
前記試料運転時間の後に、冷却プログラムに従って前記ＧＣカラムを冷却するように前記加熱装置を制御することであって、前記冷却プログラムは、
前記カラム温度を前記最終温度から滞留温度まで低下させることと、
等温滞留時間の間に、前記カラム温度を前記滞留温度に保持することと、
前記等温滞留時間の後に、前記カラム温度を前記滞留温度から前記初期温度まで低下させることと、
を含む、制御することと、
を行うように構成される、ガスクロマトグラフィ（ＧＣ）システム。
【請求項１３】
前記コントローラは、前記滞留温度を前記最終温度よりも約２０℃〜約１００℃低い範囲内に維持するように構成されている、請求項１２に記載のＧＣシステム。
【請求項１４】
フラッシュ時間は、前記最終温度から前記滞留温度までの前記カラム温度の低下が起こる持続時間と前記等温滞留時間との合計として定義され、前記コントローラは、前記フラッシュ時間が、前記ＧＣカラムのボイド時間の約１倍〜約４倍の範囲内の時間及び約１分〜５分の範囲内の時間からなる群から選択されるように、前記加熱装置を制御するように構成されている、請求項１２に記載のＧＣシステム。
【請求項１５】
前記コントローラは、前記カラム温度を前記最終温度から前記滞留温度まで低下させること、又は前記カラム温度を前記滞留温度から前記初期温度まで低下させること、又は前記のことの両方が、１００℃／分〜１０００℃／分の範囲内の冷却速度で実施されるように、前記加熱装置を制御するように構成されている、請求項１２に記載のＧＣシステム。
【請求項１６】
前記コントローラは、前記カラム温度を前記最終温度から前記滞留温度まで低下させることが第１の冷却速度で行われ、前記カラム温度を前記滞留温度から前記初期温度まで減少させることが第２の冷却速度で行われ、前記第１の冷却速度が前記第２の冷却速度よりも大きくなるように、前記加熱装置を制御するように構成される、請求項１２に記載のＧＣシステム。
【請求項１７】
前記コントローラは、前記等温滞留時間の間、前記カラム温度を前記滞留温度に保持することの開始時間に、又はその後に、カラム流量を初期流量から上昇流量に増加させることと、前記等温滞留時間の少なくとも一部にわたる流量保持時間の間、前記流量を前記上昇流量に保持することとを行うように構成される、請求項１２に記載のＧＣシステム。
【請求項１８】
前記ＧＣカラムを能動的に冷却するように構成された冷却装置を備え、前記コントローラは、前記試料運転時間の後に、前記冷却プログラムに従って前記ＧＣカラムを冷却するように前記冷却装置を制御するように構成される、請求項１２に記載のＧＣシステム。
【請求項１９】
試料に対してガスクロマトグラフィ（ＧＣ）を実施する方法であって、
キャリアガスをＧＣカラムに流すことと、
試料運転時間の間、前記ＧＣカラムを所定の温度に加熱する又は所定の温度プロファイルに従って加熱することと、
前記試料運転時間の間、前記試料を前記流れているキャリアガスに注入して前記試料と前記キャリアガスとの混合物を生成するとともに該混合物を前記ＧＣカラムに流すことと、
前記試料運転時間の後、冷却時間の間に前記ＧＣカラムを冷却することと、
前記冷却時間の少なくとも初期部分の間に、前記ＧＣカラムを通る前記キャリアガスの流れを減少させるか又は停止させることと、
を含む、方法。
【請求項２０】
プロセッサによって実行されたときに、請求項１に記載の方法に従ってＧＣカラムを制御又は冷却する命令が記憶された非一時的コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、ガスクロマトグラフィ（ＧＣ）に関し、特に、カラムブリードキャリーオーバ（column bleed carryover）の影響を低減できるように、ＧＣカラムが冷却される時間中にカラム温度及びフローを制御することに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスクロマトグラフィ（ＧＣ）は、クロマトグラフィカラムに注入された気化した試料又は気相試料の分析分離を必要とする。ヘリウム、窒素、アルゴン、又は水素等の化学的に不活性なキャリアガスが、カラム内の検体試料の溶出のための移動相として利用される。試料及びキャリアガスは、カラムヘッドに連結されたＧＣ入口に導入される。ＧＣ入口では、試料がキャリアガス流中に注入され、得られた試料−キャリアガス混合物がカラムを通って流れる。これはカラム流と呼ばれる。カラム流の間、試料は、固定相（典型的には、カラムの内側表面を覆う材料）に接触し、試料の異なる成分を固定相との異なる親和性に従って分離させる。分離された成分は、カラム出口から溶出し、適切な検出器によって測定され、成分を特定するクロマトグラム又はスペクトルを構成することができるデータを生成する。試料がカラムを通って流れる間、カラム（したがって試料）は所望の温度に維持される。この目的のために、カラムは、典型的には、熱制御されたオーブン内に収容されるか、又は加熱装置と熱接触して配置される。カラムを温度プログラムすることにより、より広い範囲の成分を１回の運転（run）で分析することができる。温度プログラムが使用される場合、カラムは、典型的には、試料運転（sample run）の間に方法開始温度まで冷却される。
【０００３】
カラム温度を変化させることにより、固定相にも影響が及ぼされる。典型的には、固定相は最初のカラム温度で安定しており、これらの条件下で長期間を経ても変化しない。しかしながら、温度が上昇するにつれて、固定相が劣化し始める可能性がある。固定相が劣化するにつれて、分解生成物が生成され、これらの分解生成物は、高温でそれらが固定相によって保持されないか又は部分的に保持されるほど十分に揮発性であるので、いくつかのタイプの検出器が信号を生成する。この信号は、分析試料の成分によって生成された信号に加算され、ベースライン信号レベルを上げる。これはカラムブリードと呼ばれ、ほとんどの場合、分析試料の成分の溶出によって生成されたピークと容易に区別される。
【０００４】
留意されるように、カラムブリードは、典型的には最高温度では保持されず、典型的には最低温度で完全に保持される、すなわち、分解生成物はカラム内の固定位置にとどまる。中間温度では、カラムブリードは部分的に保持される。新しい試料運転が始まり、カラム温度が上昇を開始すると、以前の試料運転からのカラムブリードがカラム内にまだ存在していれば、溶出が始まりベースラインが上昇する。やがて新たに生じたカラムブリードがこれに加わり、ベースラインは更に上昇することになる。ここでも、カラムブリードは通常、ピークと混同されない広い信号を生成するので、これの影響はしばしば軽微となる。
【０００５】
しかしながら、カラムブリードがより深刻な問題になる可能性のある状況がある。前回の運転から保持されたカラムブリードが溶出し始める際、このカラムブリードがカラム内に均一に分布していない場合、クロマトグラムにピークのように見えるものを生成する可能性があり、これが試料の分析を妨げる可能性がある。前回の運転後、カラムが非常に急速に冷却された場合、特にカラムが均一に冷却されていない場合、保持されたカラムブリードはカラム内で不均一に分布する可能性がある。冷却中もキャリアガスは流れているので、カラムブリード成分は、カラムのより温かい部分から冷たい部分に移動する傾向がある。カラムがこの中間温度領域に置かれる時間が長く、この間にカラム温度が不均一であるほど、カラムの部分間のカラムブリードの分離がより大きくなる。
【０００６】
次の運転の開始時にカラム温度が上昇しているときに、温度が十分にゆっくり上昇すると、残ったカラムブリードのポケットは、分析試料のはるかに鋭いピークと容易に区別できるかなり広いピークとして溶出する。温度がより急速に上昇するほど、これらのカラムブリードピークはより狭くなり、ついには問題を生じ始める。カラムをゆっくりと均一に冷却することによって、又は試料運転の開始時にカラムをよりゆっくりと加熱することによって、この影響を最小限に抑えることができるが、これらの方策のいずれも、試料運転の間の時間を増加させ、試料スループット（sample throughput）を低減させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＧＣカラム中の固定相の熱的に誘発された分解によって引き起こされるカラムブリードの影響を低減する方法及びシステムが依然として必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の問題に完全に若しくは部分的に対処するために、及び／又は当業者には見て取ることができる他の問題に対処するために、本開示は、例として後述の実施態様に記載されるような方法、プロセス、システム、装置、機器及び／又はデバイスを提供する。
【０００９】
１つの実施形態によれば、試料に対してガスクロマトグラフィ（ＧＣ）を実施する方法は、キャリアガスをＧＣカラムに流すことと、試料運転時間の間、加熱プログラムに従ってＧＣカラムを加熱することであって、加熱プログラムは、ＧＣカラムのカラム温度を初期カラム温度から最終カラム温度まで上昇させることを含む、加熱することと、試料運転時間の間、試料を流れているキャリアガスに注入して試料とキャリアガスとの混合物を生成するとともに該混合物をＧＣカラムに流すことと、試料運転時間の後、冷却プログラムに従ってＧＣカラムを冷却することであって、冷却プログラムは、カラム温度を最終カラム温度から滞留温度まで低下させることと、等温滞留時間の間、カラム温度を滞留温度に保持することと、等温滞留時間の後、カラム温度を滞留温度から初期カラム温度まで低下させることとを含む、冷却することとを含む。オプションとして、カラムを通るキャリアガスの流れは、等温滞留時間の間、滞留流又は滞留圧力まで増加されて保持されることができる。
【００１０】
別の一実施形態によれば、ガスクロマトグラフィ（ＧＣ）システムは、ＧＣカラムと、試料とキャリアガスとの混合物をＧＣカラムに流すように構成されたキャリアガス源と、ＧＣカラムを加熱するように構成された加熱装置と、コントローラとを備え、コントローラは、試料運転時間の間に、混合物をＧＣカラムに流すようにキャリアガス源を制御することと、試料運転時間の間に、加熱プログラムに従ってＧＣカラムを加熱するように加熱装置を制御することであって、加熱プログラムは、ＧＣカラムのカラム温度を初期カラム温度から最終カラム温度まで上昇させることを含む、制御することと、試料運転時間の後に、冷却プログラムに従ってＧＣカラムを冷却するように加熱装置を制御することであって、冷却プログラムは、カラム温度を最終カラム温度から滞留温度まで低下させることと、等温滞留時間の間に、カラム温度を滞留温度に保持することと、等温滞留時間の後に、カラム温度を滞留温度から初期カラム温度まで低下させることとを含む、制御することとを行うように構成される。オプションとして、カラムを通るキャリアガスの流れは、等温滞留時間の間、滞留流又は滞留圧力まで増加されて保持されることができる。
【００１１】
別の一実施形態によれば、試料に対してガスクロマトグラフィ（ＧＣ）を実施する方法は、キャリアガスをＧＣカラムに流すことと、試料運転時間の間、ＧＣカラムを所定の温度に加熱する又は所定の温度プロファイルに従って加熱することと、試料運転時間の間、試料を流れているキャリアガスに注入して試料とキャリアガスとの混合物を生成するとともに該混合物をＧＣカラムに流すことと、試料運転時間の後、冷却時間の間にＧＣカラムを冷却することと、冷却時間の前及び／又は少なくとも初期部分の間に、ＧＣカラムを通るキャリアガスの流れを減少させるか又は停止させることとを含む。
【００１２】
別の一実施形態によれば、ガスクロマトグラフィ（ＧＣ）システムは、ＧＣカラムと、試料とキャリアガスとの混合物をＧＣカラムに流すように構成されたキャリアガス源と、ＧＣカラムを加熱するように構成された加熱装置と、コントローラとを備え、コントローラは、混合物をＧＣカラムに通して検出器まで流すようにキャリアガス源を制御することと、試料運転時間の間に、ＧＣカラムを所定の温度に加熱する又は所定の温度プロファイルに従って加熱するように加熱装置を制御することと、試料運転時間の後、冷却時間の間にＧＣカラムの冷却を制御することと、冷却時間の前及び／又は少なくとも初期部分の間に、ＧＣカラムを通るキャリアガスの流れを減少させるか又は停止させるために、キャリアガス源、又はキャリアガス源とＧＣカラムとの間の流量調整器を制御することとを行うように構成される。
【００１３】
別の一実施形態によれば、試料に対してガスクロマトグラフィ（ＧＣ）を実施する方法は、キャリアガスをＧＣカラムに流すことと、試料運転時間の間、ＧＣカラムを所定の温度に加熱する又は所定の温度プロファイルに従って加熱することと、試料を流れているキャリアガスに注入して試料とキャリアガスとの混合物を生成することと、該混合物をＧＣカラムに流すことと、分析が完了した後、冷却時間の間にＧＣカラムを冷却することと、冷却時間の少なくとも一部の間に、ＧＣカラムを通るキャリアガスの流れを、分析中のカラムを通るキャリアガスの流量よりも少ない速度に減速させることとを含む。
【００１４】
別の一実施形態によれば、ガスクロマトグラフィ（ＧＣ）システム又は装置は、カラム入口及びカラム出口を含むＧＣカラムと、試料とキャリアガスとの混合物をカラム入口に流すように構成されたキャリアガス源と、カラム出口から流れる混合物の検体を検出するように構成された検出器と、ＧＣカラムを加熱するように構成された加熱装置と、コントローラとを備え、コントローラは、キャリアガス及び試料をＧＣカラムに通して検出器まで流すようにキャリアガス源を制御することと、試料運転時間の間にＧＣカラムを所定の温度に加熱する又は所定の温度プロファイルに従って加熱するための加熱装置を制御することと、ＧＣカラムの冷却を制御することと、試料運転時間の間にカラムを通るキャリアガスの流量よりも少ない速度まで、少なくとも冷却時間の間、ＧＣカラムを通るキャリアガスの流れを減速させるようにキャリアガス源を制御することとを行うように構成される。
【００１５】
別の一実施形態によれば、ガスクロマトグラフィ（ＧＣ）システム又は装置は、本明細書に開示される方法のいずれかを実施又は制御するように構成される。
【００１６】
本発明の他のデバイス、装置、システム、方法、特徴、及び利点は、添付図面及び以下の詳細な記載を検討することで、当業者には明らかである又は明らかになるであろう。すべてのそのような更なるシステム、方法、特徴、及び利点は、本明細書内に含まれ、本発明の範囲内にあり、添付の特許請求の範囲によって保護されることが意図される。
【００１７】
本発明は、添付図面を参照することによってよりよく理解することができる。図中の構成要素は、必ずしも縮尺どおりでなく、本発明の原理を例示するにあたり、代わって強調されている。図において、同様の参照符号は、異なる図にわたって対応する部分を示している。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】代表的な一実施形態に係るガスクロマトグラフ（ＧＣ）システム又は装置の一例の概略図である。
【図２】一実施形態に係るＧＣカラム及び関連するコンポーネントの概略図である。
【図３】一実施形態に係るＧＣシステムに実装されたカラム温度プログラム（又はプロファイル）の一例を示す。
【図４】一実施形態に係る試料に対してガスクロマトグラフィ（ＧＣ）を実施する方法の一例を示す流れ図である。
【図５】本明細書に記載されるようなＧＣシステムを利用して３回の試料運転を連続して実施することから得られた３つのクロマトグラムの組である。
【図６】本明細書に記載の実験から生成された、４つの異なる滞留時間に対する滞留温度の関数としてのＡＳＴＭノイズのプロットの組である。
【図７】４つの異なる流量で実験を行う前後の同じオーブン熱プロファイルを実行するカラムのカラムボイド時間の数の関数としてのＡＳＴＭノイズのプロットの組である。
【図８】別の実験に係る３つの異なる流量に対するカラムボイド時間の数の関数としてのＡＳＴＭノイズのプロットの組である。
【図９】別の一実施形態に係る試料に対してガスクロマトグラフィ（ＧＣ）を実施する方法の一例を示す流れ図である。
【図１０】本明細書に記載された一実施例に係る４つの異なる実験運転に対して取得されたクロマトグラムの組である。
【図１１】本明細書に記載された別の一実施例に係る４つの異なる実験運転に対して得られたクロマトグラムの組である。
【図１２】本明細書に記載された別の一実施例に係る３つの異なる実験運転に対して得られたクロマトグラムの組である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本開示の文脈において、「検体」という用語は、一般的に、ガスクロマトグラフ（ＧＣ）の研究者又は利用者にとって関心のある任意の試料分子、すなわち分析、例えば、クロマトグラフィ又はクロマトグラフィ／質量スペクトル分析等が望まれる分子を指す。「試料」又は「試料マトリックス」という用語は、検体を含むことが知られているか又は疑われる任意の物質を指す。試料は、検体と非検体との組み合わせを含む可能性がある。この文脈における「非検体」又は「非検体成分」という用語は、そのような成分が分析値を有さない、及び／又は所望の検体の分析を損なう（例えば、妨害する）ので、分析の対象とされない試料の成分を指す。非検体は、一般的に、汚染物質又は不純物等の対象とされない任意の分子であり得る。非検体の例は、水、油、溶媒、又は所望の検体が見出され得る他の媒体、及びクロマトグラフィカラムから流出した固定相物質を含み得るが、これらに限定されない。
【００２０】
本明細書では、便宜上、「ガス」という用語は、蒸気、及び蒸気、液滴、又は粒子が同伴され得るガスを包含する。
【００２１】
図１は、代表的な実施形態に係るガスクロマトグラフ（ＧＣ）システム又は装置１００の一例の概略図であり、単にガスクロマトグラフ又はＧＣとも呼ばれる。ガスクロマトグラフィ及びガスクロマトグラフィの実施に利用される計測装置の装備（instrumentation）は、一般的に、当業者に理解されている。したがって、本明細書に開示される主題の理解を容易にするために、ＧＣ１００及びその特定のコンポーネントは必要に応じてここでは簡潔にのみ記載される。
【００２２】
ＧＣ１００は、一般的に、ＧＣ入口（又はＧＣ入口装置）１０４と、ＧＣカラム１０８と、加熱装置（又はカラムヒータ）１１２と、検出器１１６とを備えることができる。ＧＣ１００はまた、試料導入装置（又は試料注入器）１２０と、キャリアガス源（又はキャリアガス供給装置）１２４とを備えることができる。ＧＣ１００は、システムコントローラ又は演算装置（又はより単純にコントローラ）１２８を更に備えることができる。また、例えば、コントローラ１２８、加熱装置１１２等のＧＣ１００の１つ以上の電力消費コンポーネントに電力を供給するように構成された１つ以上の装置を表すことができる電源１３２が概略的に示される。
【００２３】
試料導入装置１２０は、ＧＣ入口１０４に試料を注入するように構成された任意の装置とすることができる。試料注入は、自動、半自動、又は手動に基づいて実施することができる。試料導入装置１２０は、例えば、手動で操作されるシリンジ又は自動サンプリング装置（又は「オートサンプラ」）の一部であるシリンジを含むことができる。試料の供給源は、シリンジそのものであってもよいし、試料導入装置１２０に設けられた１つ以上の試料容器であってもよい。後者の場合、試料容器は、カルーセルに、又はＧＣカラム１０８への注入のための所望の試料を選択する他の装置にロードすることができる。試料は、ガスとして導入されてもよい。
【００２４】
キャリアガス源１２４は、調整された流量及び／又は圧力でキャリアガスラインを介してキャリアガスの流れをＧＣ入口１０４に供給する。キャリアガス源１２４は、例えば、タンク及び流量制御又は圧力制御（例えば、バルブ（複数の場合もある）、流量調整器（複数の場合もある）等）を含むことができる。キャリアガスは、当業者に理解されるように、ＧＣカラム１０８を通る試料の輸送を容易にする不活性移動相として働くのに適した任意のガスとすることができる。キャリアガスの例としては、ヘリウム、窒素、アルゴン、及び水素が挙げられるが、これらに限定されない。キャリアガス源１２４はまた、当業者に理解されるように、スプリット／スプリットレス入口におけるスプリットベント流、セプタムパージ流等の、カラム１０８を通って流れないガスを供給することもできる。
【００２５】
ＧＣ入口１０４は、分析される試料をキャリアガス流に導入するように構成され、また、当業者に理解されるように、試料／キャリアガス混合物に対して或る特定のタイプの事前カラム処理を行うように構成されてもよい。ＧＣ入口１０４は、試料導入装置１２０、キャリアガス源１２４、及びカラム１０８のヘッドと連通するそれぞれのポートを含むことができる。試料導入装置１２０と連通するポートは、試料を注入するために使用される針によって貫通され得るセプタムを含むことができ、針の除去後に自己再シール可能とすることができる。ＧＣ入口１０４はまた、そのようなポートと連通する１つ以上の内部チャンバ及び１つ以上の通気孔を含むことができる。ＧＣ入口１０４はまた、局所温度制御装置を含むことができる。
【００２６】
加熱装置１１２は、カラム１０８を所望の温度設定に維持するのに適した、又は例えば、溶出時間及び測定分解能等のパラメータを平衡化させるために、所望の（所定の）温度プロファイル（すなわち、温度プログラミング）に従ってカラム１０８の温度を変化させるのに適した任意の構成を有することができる。いくつかの実施形態では、加熱装置１１２は、カラム１０８が封入された内部空間を加熱することによって間接的にカラム１０８を加熱するように構成される。例えば、カラム１０８は、「ＧＣオーブン」内に取り付けられてもよい。他の実施形態では、加熱装置１１２は、カラム１０８を直接加熱するように構成される。例えば、カラム１０８は、加熱装置１１２に直接的に若しくは近接して取り付けられてもよく、又は加熱装置１１２は、カラム１０８の周りに巻き付けられた抵抗加熱素子を含んでもよい。このような実施形態のすべてにおいて、加熱装置１１２は、カラム１０８と熱接触して配置される、すなわち、ＧＣ試料運転に十分な応答性でカラム１０８の温度を制御するのに効果的であるように配置されるものとして考えることができる。
【００２７】
ＧＣ１００はまた、カラムを能動的に冷却する装置、例えば、ファン又はカラム温度を低下させるのに十分な他の移動流体源、熱電（例えば、ペルチェ）冷却器、極低温流体、及び当業者に知られている他の冷却方法を含むことができる。
【００２８】
検出器１１６は、カラム１０８から溶出する分離されたバンド（又は「ピーク」）を検出するのに適した任意の検出器とすることができる。検出器の例としては、水素炎イオン化型検出器（ＦＩＤ）、熱伝導度型検出器（ＴＣＤ）、電子捕獲型検出器（ＥＣＤ）、水素炎熱イオン化検出器（ＦＴＤ）、炎光光度検出器（ＦＰＤ）等を含むが、これらに限定されない。一般的に、様々な種類の検出器を使用することができ、図示の検出器１１６は、２つ以上の異なるタイプの検出器の組み合わせを表すことができる。いくつかの実施形態では、検出器１１６は、例えば、質量分析計（ＭＳ）、イオン移動度分光計（ＩＭＳ）等のような分析機器であるか、又はその一部である。したがって、いくつかの実施形態では、ＧＣシステム１００は、ＧＣ−ＭＳシステム又はＧＣ−ＩＭＳシステム等の複合システムとすることができる。検出器１１６はまた、当業者に理解されるように、データ収集システム、表示／読み出し装置、並びにクロマトグラム及びスペクトルを生成することに関連する他のコンポーネントを概略的に表すことができる。
【００２９】
コントローラ１２８は、例えば、試料導入装置１２０、キャリアガス源１２４、ＧＣ入口１０４、加熱装置１１２、及び検出器１１６の動作を制御する、並びに様々なガス流量、温度、及び圧力条件を制御するＧＣシステム１００の様々な機能的側面を制御、監視、及び／又は計時するように構成された１つ以上のモジュールを表すことができる。特に、コントローラ１２８は、加熱装置１１２（及びまたオプションとして前述のような能動的な冷却装置）と、本明細書に更に記載されるように（キャリアガス源１２４を制御することによって）キャリアガスの流れとを制御することによって、カラム１０８の加熱及び冷却を制御するように構成される。したがって、コントローラ１２８は、プログラム可能なカラム温度コントローラ１３４を含むことができる。コントローラ１２８はまた、検出器１１６からの検出信号を受信し、分析下の試料を特徴づけるデータ（例えば、クロマトグラム）を生成するために必要なデータ収集及び信号分析に関連する他のタスクを実行するように構成することができる。コントローラ１２８は、本明細書で開示される方法のうちのいずれかを実行するための命令を含む、非一時的なコンピュータ可読媒体を含むことができる。コントローラ１２８は、制御、監視、及び／又は計時動作を実行するために必要とされる、１つ以上のタイプのハードウェア、ファームウェア及び／又はソフトウェア、並びに１つ以上のメモリ及びデータベースを含むことができる。コントローラ１２８は、典型的に、全体制御を提供する主電子プロセッサを含み、専用制御動作又は特定信号処理タスク用に構成された１つ以上の電子プロセッサを含むことができる。コントローラ１２８はまた、ユーザ入力デバイス（例えば、キーパッド、タッチスクリーン、マウス等）、ユーザ出力デバイス（例えば、ディスプレイスクリーン、プリンタ、視覚インジケータ又はアラート、可聴式インジケータ又はアラート等）、ソフトウェアによって制御されるグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）、及び電子プロセッサによって読み取り可能な媒体（例えば、ソフトウェア、データ等で具現化された論理命令）をロードするためのデバイス等の１つ以上のタイプのユーザインタフェースデバイスを含むことができる。コントローラ１２８は、システムコントローラの様々な機能を制御及び管理するためのオペレーティングシステム（例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ソフトウェア）を含むことができる。このような目的及び機能のすべてについて、図１は、有線又は無線のリンクとすることができる、コントローラ１２８と図１に示す様々な他のコンポーネントとの間の通信リンク（破線）を概略的に示す。コントローラ１２８は、例えば、様々なセンサ（例えば、温度、圧力、流量等の測定／監視用）等、図１に具体的に示されていない他のコンポーネントと通信することができることが理解される。図１の実線は、概して、流体の流れ及びそのような流体の流れを規定する又は方向付ける様々な導管を示す。
【００３０】
図２は、ＧＣカラム１０８及びＧＣ１００を通る試料流の経路の一部であるか又は該経路を規定する関連するコンポーネントの概略図である。カラム１０８は一端において、（直接的又は間接的に）ＧＣ入口１０４と流体連通するカラム入口２３６を有し、他端には、（直接的又は間接的に）検出器１１６と流体連通するカラム出口２４０を有する。一般的に、カラム１０８は、現在知られているか又は後に開発される任意の構成を有することができる。カラム１０８は、典型的には、ガラス又は金属から構成される小口径の（例えば、数十又は数百マイクロメートル（μｍ）オーダーの内径を有する）チューブである。典型的なカラムの長さは５ｍ〜１００ｍの範囲であり、典型的なカラムの内径は５０μｍ〜５３０μｍの範囲である。カラム１０８は、カラム１０８を強化及び保護するために、ポリイミド又は他の材料の外側コーティングを有することができる。カラム１０８は、カラム１０８の内面をライニング又は被覆するＧＣに適した固定相を含む。固定相は、例えば、当業者には理解されるように、クロマトグラフィ分離に有効な製剤設計を有するとともに不活性基板上に支持された液体又はポリマーの層とすることができる。
【００３１】
図２にも示されているように、カラム１０８及びＧＣ入口１０４の全部又は一部は、ハウジング２４４に封入されてもよい。ハウジング２４４は、ハウジング２４４の内部に位置するカラム１０８及び他のコンポーネント及び機構にアクセスすることを可能にする１つ以上のドアを含むことができる。閉鎖されたとき、ハウジング２４４は、ハウジング内部から周囲環境へのガスの漏れを防止するために流体密（fluid-tight）に構成されてもよく、ハウジング内部と周囲環境との間に断熱を提供してもよい。いくつかの実施形態では、ハウジング２４４は、温度プログラム可能なＧＣオーブンであるか、又は該オーブンを含み、加熱装置１１２は、カラム１０８が中に延在するオーブンの内部を加熱するように構成される。他の実施形態では、加熱装置１１２は、上述のようにカラム１０８を直接加熱してもよい。いくつかの実施形態では、ハウジング２４４は、すなわちカラム１０８が内部に存在する内部空間を囲むハウジング２４４の部分は、カラム１０８の加熱及び冷却の制御を助ける（選択的に開閉することができる）１つ以上の通気口を含むことができる。図２にも示されているように、カラム１０８は、ハウジング２４４のサイズを最小にしながら、カラム入口２３６とカラム出口２４０との間に所望の長さを収容するために、単一ループ又はマルチループ形状に巻かれてもよい。カラム１０８は、面状、円筒形状等に巻かれてもよい。カラム１０８は、カラム１０８のすべての部分が同時に又は同じ速度で冷却されないように、任意の追加の方法で構成されてもよい。さらに、図２に示すカラム１０８は、適切な流体カップリング（ユニオン、ティー接続等）を介して直列及び／又は並列に配置された２つ以上の異なるカラムを概略的に表すことができ、ＧＣシステム１００（図１）は、いくつかの実施形態では、多次元ＧＣ試料運転のために構成することができることが理解される。
【００３２】
図１及び図２は、代表的なＧＣシステム１００及び関連するコンポーネントの高位の概略図であることが理解される。当業者には理解されるように、ＧＣシステム１００が所与のアプリケーションのためにどのように構成されるかに応じて、追加の構造、装置、及び電子機器等の他のコンポーネント及び機構を、必要に応じて実際の実装に含めることができる。
【００３３】
図１及び図２を参照すると、試料を分析するためにＧＣシステム１００を操作する一般的な例は以下の通りである。キャリアガス源１２４は、ＧＣ入口１０４、カラム１０８、及び検出器１１６を通して所望の（所定の）流れ条件（圧力、流量等）の下で、カラム流と呼ばれるキャリアガスの流れを確立するように操作される。キャリアガス源１２４はまた、ＧＣシステム１００の他の部分にも流れを提供することができる。試料注入から、試料がカラム１０８を通って流れ、分離されたバンドが検出器１１６に到達する（すなわち、対象の検体がカラムから溶出する）までの時間期間を、本明細書では試料運転時間（sample run time）と呼ぶ。いくつかの場合において、カラムの流れは、試料運転時間を通して一定に保持してもよいし、傾斜的に変化させてもよい。他の場合には、試料運転時間を通して、カラム１０８のヘッドに一定の又は傾斜的に変化する圧力を保持することができる。加熱装置１１２は、カラム１０８を所定の初期カラム温度まで加熱するように操作される。試料導入装置１２０は、試料とキャリアガスとの混合物を生成するために、ＧＣ入口１０４を流れるキャリアガス流中に試料を注入するように操作される。カラム１０８のヘッドにおける内部ガス圧は、カラム１０８を通る試料／キャリアガス混合物を駆動し、その時間の間、試料の異なる検体は、異なる親和度でカラム１０８内の固定相と相互作用する。これにより、異なる検体がカラム１０８の長さに沿って互いに分離され、異なる検体は、最終的に異なる時間に（すなわち順番に、例えば、まず検体Ａ、次に検体Ｂ、次に検体Ｃ等）カラム出口２４０から溶出して検出器１１６に到達し、同じタイプの検体分子（すなわち、同じ化合物）は、「バンド」又は「ピーク」として一緒に溶出する。検出器１１６は、使用される検出器のタイプ（ＦＩＤ、ＭＳ等）に応じた検出／測定原理で動作し、異なる検体が検出器１１６に到達すると、これらの異なる検体を検出する。検出器１１６は、電気信号（検体検出／測定信号）をコントローラ１２８に出力し、コントローラ１２８は、当業者には理解されるように、必要に応じて信号を処理して条件付けしてクロマトグラムを生成する。
【００３４】
試料運転時間中、加熱装置１１２は、実施される特定の方法によって規定されるように、所定の値又は設定値にカラム温度を維持するように、又は所定の温度プロファイル又はプログラムに従ってカラム温度を変化させるように操作される。試料運転時間の後（すなわち、その特定の試料運転に対して、目的の検体が分離され、カラムから溶出された後）、カラム１０８は、次の試料運転の準備のために冷却される。カラム１０８の冷却は、加熱装置１１２の能動的動作の急停止によって、又は能動的に印加された熱を徐々に下げるように加熱装置１１２を制御することによって行うことができる。カラム１０８の冷却はまた、ファン（すなわち、強制空気冷却）、熱電（例えば、ペルチェ）素子、若しくは液体窒素若しくは二酸化炭素等の極低温流体等の冷却装置を動作させることによって、又は当該技術分野で既知の他の方法によって積極的に支援してもよい。カラム１０８が冷却される時間は、本明細書ではカラム冷却時間と呼ばれる。
【００３５】
試料運転中、カラム１０８は、固定相が分解し始めて「カラムブリード」として知られる現象を引き起こすのに十分に高いカラム温度に達する可能性がある。或る特定のＧＣ検出器（例えば、ＧＣＭＳ、ＦＩＤ）は、これらの分解生成物に対して敏感である可能性がある。試料運転中は、カラム固定相が円滑に連続して溶出するので、カラム固定相の分解は、試料運転のベースライン信号の増加をもたらし、検出器の信号対雑音比を減少させる。しかしながら、試料運転の終わりには、これらの分解生成物の一部がカラム１０８に残存し、カラム１０８がどれほど迅速かつ均一に冷却され、次の試料運転でどれほど急速に温度が上昇するかに応じて、前回の運転からのこれらの生成物が、次の試料運転のベースラインをより劇的に乱す可能性がある。
【００３６】
カラム１０８が試料運転の後に徐々に均一に冷却される場合、次の試料運転のベースラインに対する前の試料運転からのカラムブリードの影響は小さくなる。ゆっくりと均一に冷却することにより、分解生成物がカラム１０８の長さに沿って均一に分布することが可能になる。分解生成物が次の試料運転中に再び流動性を得ると、分解生成物は円滑に連続して溶出し、これはベースラインの円滑な増加をもたらす。しかしながら、カラム１０８が非常に迅速に（例えば、２００℃／分を超える速度で）、特に非対称に冷却される場合、カラム１０８のコイル（又はループ）内に著しい温度勾配が形成される可能性がある。これらの温度勾配は短時間のみ持続するが、この時間の間に、キャリアガスの流れによって流動性が高められた分解生成物が移動し、カラム１０８のより冷たい領域に優先的に再堆積する可能性がある。次の試料運転の間に温度が上昇された場合、これらの分解生成物は、試料検体と共に溶出する可能性がある。分解生成物がカラム１０８内で散在した又は不連続な位置にあるために、分解生成物は、ベースラインレベルの円滑な増加をもたらす代わりに、不規則に見えるベースラインの乱れを引き起こす。特に、ベースラインにおける変動又は振動は、ピーク識別又は積分の誤差を引き起こす可能性のあるピーク（すなわち、「ゴースト」のタイプのピーク）として観察可能なほど十分顕著となる可能性がある。
【００３７】
上述したように、通常の方法よりもゆっくりとカラム１０８を冷却することは、このキャリーオーバ効果を引き起こす可能性のあるカラム１０８内の温度勾配の形成を減少させる。しかしながら、そのような解決策は、冷却時間を著しく増加させ、それによって試料分析のスループットを低下させる可能性がある。別の解決策は、カラムブリードの発生を減少させるためにカラム１０８をベークアウト（bake-out）することであり得るが、ベークアウトプロセスは数時間を要し、ここでも、望ましくない量だけ試料分析のスループットを増加させる。また、高温に長時間さらされると、固定相の有効性が低下する可能性がある。
【００３８】
前述の検討事項を考慮して、一実施形態によれば、３段階カラム冷却プログラムが、カラムブリードキャリーオーバを緩和するために実施される。３段階カラム冷却プログラムは、第１の高速冷却ランプと、それに続く等温保持部、すなわち、カラム温度が等温滞留温度又は中間温度に保持される滞留時間又は保持時間と、それに続く第２の高速冷却ランプとを含む。滞留温度は、カラム相が顕著に分解しないように十分冷たく、分解生成物のフラッシュ除去を容易にするのに十分温かい温度である。１つの非限定的な例では、滞留温度は、最終カラム温度より約２０℃〜約１００℃低い範囲にある。第１の高速冷却ランプの時間と等温滞留時間との合計であるフラッシュ時間は、分解生成物をカラム１０８からフラッシュするのに有効な所定の期間である。１つの非限定的な例では、フラッシュ時間は、カラム１０８のボイド時間の約１倍〜約４倍の範囲内にある。本明細書で使用されるとき、カラムボイド（又はデッド）時間は、検体が、カラム１０８内の固定相によって保持されることなく、移動相への注入時間から検出器１１６への到着時間まで移動相（キャリアガス）内で費やす時間量である。１つの非限定的な例では、フラッシュ時間は、約１分〜５分の範囲内の期間に及ぶ。
【００３９】
オプションとして、等温保持（滞留時間）中に、カラム入口圧力を高めて、カラムの流れを増加させることによって分解生成物のフラッシュを促進することができる。等温保持中のカラム流量を増加させることは、有効カラムボイド時間を短縮し、結果として必要なフラッシュ時間を短縮するために有用であり得る。
【００４０】
所定の等温保持時間後、高速冷却が再開され（すなわち、第２の冷却ランプが開始され）、次の試料運転に備えて開始カラム温度に戻る。また、所定の等温保持時間の終了前又は所定の等温保持時間後に、カラム流量は、（上述したように等温保持の間に増加した場合）次の試料運転の準備のために（例えば、カラム入口圧力を低下させることにより）初期流量に減少して戻される。
【００４１】
関連する冷却速度が比較的速いという点で、第１の冷却ランプ及び第２の冷却ランプは「高速」であると記載されている。１つの非限定的な例として、第１の冷却ランプ及び第２の冷却ランプの一方又は両方の間に実施される冷却速度は、１００℃／分〜１０００℃／分の範囲内である。いくつかの実施形態では、第１の冷却ランプの冷却速度は、第２の冷却ランプの冷却速度よりも大きい（速い）。いくつかの実施形態では、第１の冷却ランプの持続時間は、第２の冷却ランプの持続時間よりも小さい（短い）。
【００４２】
図３は、ＧＣシステムの連続動作サイクル（試料運転時間＋カラム冷却時間）中に繰り返されることができるカラム温度プログラム（又はプロファイル）３００の一例を示しており、２つのそのようなサイクルが図３に示されている。具体的には、カラム温度プログラム３００は、時間（分）にわたるカラム温度（℃）のプロットである。上述したように、１つの動作サイクルは、一般的に、試料運転時間に続いてカラム冷却時間を含む。試料運転時間の間、試料をキャリアガス流中に導入し、これによってＧＣカラムを通して試料を導入し、得られた分離画分をカラムから検出器に溶出させ、これによってクロマトグラフィデータを取得する。カラムの冷却時間は、本明細書に開示された実施形態に従ってカラムが冷却される時間に対応し、特定の試料運転のために対象の検体がカラムから溶出された後に生じる。
【００４３】
カラム温度プログラム３００は、カラムが比較的低温（例えば、３０℃〜１００℃）である初期カラム温度３５２に加熱されることから始まる。カラムは、比較的短い時間（例えば、数分間）初期カラム温度３５２（概して一定でもよいし、わずかに変化してもよい）に保持することができる。初期カラム温度３５２の後に、１つ以上の加熱ランプ３５６及び等温保持部が続くことができる。最終カラム温度３６０は、通常、運転中の最高温度であるが、必ずしもそうではない。図示の例では、最終カラム温度３６０は３５０℃であり、他の例では３５０℃よりも高くても低くてもよい。カラムは、比較的短い時間（例えば、数分間）、最終カラム温度３６０に保持されてもよい。最終カラム温度３６０での期間の終点は、冷却時間の開始点に対応することができ、これは、加熱−冷却移行点３６４と呼ぶことができる。試料運転時間の終了は、加熱−冷却移行点３６４に対応することができるか、又は試料運転時間の終了は、最終カラム温度３６０での期間中のいくらかより早い時点で起こり得る。試料運転時間の開始は、初期カラム温度３５２から加熱ランプ３５６への移行点の前に、該移行点で、又は該移行点の後に起こり得る。
【００４４】
図３は、カラム温度プログラム３００の加熱部分（加熱プロファイル又は加熱プログラム）が、初期カラム温度３５２の期間と、それに続く１つの加熱ランプ３５６と、それに続く最終カラム温度３６０での期間とを含む、比較的単純なケースを示している。より一般的には、カラム温度プログラム３００の加熱部分の構成は、所与の試料に実施される特定のクロマトグラフィ法によって要求されるパラメータに依存することが理解される。したがって、例えば、カラム温度プログラム３００の加熱部分は、２つ以上の別個の加熱ランプを含むことができ、これらの別個の加熱ランプは、同じ加熱速度を有しても異なる加熱速度を有してもよく、初期カラム温度３５２と最終カラム温度３６０との間の１つ以上の中間温度で起こる１つ以上の一定温度保持時間の期間によって分離されてもされなくてもよい。
【００４５】
カラム冷却時間は、加熱−冷却移行点３６４で開始し、初期カラム温度３５２に再び到達する移行点で終了する。上述したように、本実施形態では、カラム温度プログラム３００の冷却部分は、第１の冷却ランプ３６８と、それに続く等温保持部３７２と、それに続く第２の冷却ランプ３７６とを含む３段階カラム冷却プログラムである。図示の例では、等温保持部３７２の温度、すなわち滞留温度は３００℃であり、他の例では３００℃よりも高くても低くてもよい。滞留温度及び滞留時間（等温保持３７２の期間）は、様々な方法で決定することができ、その例を以下に記載する。
【００４６】
カラムが初期カラム温度３５２で保持される期間は、カラム条件が１回の試料運転に続く前の冷却時間と次の試料運転のその後の加熱ランプ３５６との間で安定する時間を提供するために必要に応じて設定され得る。
【００４７】
所与の試料に実施される特定のクロマトグラフィ方法に依存して、カラム流は一定（又は実質的に一定）に維持されてもよいし、又は試料運転中に１回以上変化してもよい。上述のように、いくつかの実施形態では、等温保持部３７２の全期間又は一部期間中にカラム流が増加する。典型的には排他的ではないが、カラム流は、カラムの入口又は頭部での流体圧力によって決定されるか、又は制御される。図３は、ＧＣシステムの連続運転サイクル（試料運転＋カラム冷却時間）中に繰り返されることができる圧力プログラム（又はプロファイル）３８４の一例を示す。具体的には、圧力プログラム３８４は、時間（分）にわたるカラム入口圧力（ｐｓｉ）のプロットである。図示された実施形態では、圧力プログラム３８４は、等温保持の間に、カラム入口圧力を初期圧力から上昇圧力まで上昇させるオプションとしての上昇圧力ランプ３８８を含む。上昇圧力ランプ３８８の後には、圧力が上昇した値に維持される滞留圧力保持部３９２が続く。滞留圧力保持部３９２の後には、カラム入口圧力を初期圧力まで（又は初期圧力付近まで）戻して下げる降下圧力ランプ３９６が続く。降下圧力ランプ３９６は、比較的急激なもの、すなわちステップダウンとすることができる。上昇圧力ランプ３８８は、等温保持部３７２の開始時又は開始直後に開始することができる。滞留圧力保持部３９２は、等温保持部３７２の期間の全部又は一部に及んでもよい。上昇圧力及び滞留圧力保持部３９２の期間は、様々な方法で決定することができ、その例を以下に記載する。
【００４８】
初期圧力は、上昇圧力ランプ３８８の開始時のカラム入口圧力の値であり、試料運転の開始時のカラム入口圧力と同じであってもなくてもよい。図３の例に示すように、圧力プログラム３８４は、試料運転中の他の時間にカラム入口圧力を変化させることができ、すなわち滞留圧力保持部３９２に関連するものに加えて、他の圧力ランプ、ステップ、又は保持部を含むことができる。
【００４９】
図４は、本開示の一実施形態に係る、試料に対してガスクロマトグラフィ（ＧＣ）を実施する方法の一例を示す流れ図４００である。最初のステップとして、ＧＣカラムを通るキャリアガスの流れが開始され（ステップ４０２）、ＧＣカラムの加熱が開始される（ステップ４０４）。ＧＣカラムを例えばいくらか低温に加熱することは、ＧＣカラムを通るキャリアガスの流れの開始に先立って開始されてもよい。したがって、図４にステップ４０２及び４０４が示されている順序は、キャリアガスの流れ及びカラムの加熱が開始される順序を制限することを意図するものではない。キャリアガス流の開始及びカラム加熱の後、試料は、流れているキャリアガス中に注入され（ステップ４０６）、試料とキャリアガスとの混合物が生成され、その混合物は、ＧＣカラムを通して検出器に流され、本明細書で試料運転時間と呼ばれる時間の間、試料からクロマトグラフィデータを取得する。混合物がＧＣカラムを通って流される間、加熱ステップ４０４は、ＧＣカラムのカラム温度を初期温度から最大温度まで上昇させることを伴い得る。試料運転時間の後、ＧＣカラムは冷却プログラムに従って冷却される。冷却プログラムは、カラム温度が最高温度から滞留温度に低下する第１の冷却ランプ（ステップ４０８）と、カラム温度が実質的に一定の滞留温度に保持されるその後の等温保持又は滞留部（ステップ４１０）と、カラム温度が滞留温度から初期温度に戻されて低下するその後の第２の冷却ランプ（ステップ４１２）とを含むことができる。オプションとして、ＧＣカラムを通る流体の流量は、上記のように等温保持４１０の間に増加させることができる。
【００５０】
図４に示す流れ図４００はまた、例示された方法を実行することができる装置又はシステム（例えば、ＧＣシステム）を表すことができる。本明細書に記載され、図１に示されているコントローラ１２８等の装置又はシステムのコントローラは、本方法の１つ以上のステップのすべて又は一部を実行する（すなわち、実行するための装置又はシステムの他のコンポーネントを制御する）ように構成されてもよい。例えば、コントローラは、所定の流量でキャリアガスを流すようにキャリアガス源を制御し、所定時間に所定量の試料物質をキャリアガス流に注入するように試料注入器を制御し、所定の加熱プログラムに従ってＧＣカラムを加熱するための加熱装置を制御し、所定の冷却プログラムに従って加熱装置（又は加熱装置と能動的な冷却装置との両方）を制御してＧＣカラムの温度を下げるように構成することができる。
【実施例】
【００５１】
実施例１
Agilent Technologies, Inc.のモデル番号１９０９１Ｊ−４１３カラム（ＨＰ−５  ３２０μｍ  ＩＤ×３０ｍ×０．２５μｍ相膜厚さ）を、ＦＩＤを備えた、上述して図１及び図２に示したものと一致するＧＣシステムに設置した。キャリアガス（ヘリウム）を、試料物質無しで一定流量１ｍＬ／分でカラムに通した。すなわち、この実施例で評価した実験運転は「ブランク」運転であった。温度プログラム３００は、６５℃の初期温度３５２と、１５０℃／分の加熱ランプ３５６と、３５０℃の最終温度３６０とを含んでいた。１５０℃／分のランプ速度３５６は、これらの寸法のカラムに通常使用されるものを上回るが、より簡単に測定できるように問題を誇張するのを助長することに役立った。
【００５２】
図５は、ＧＣシステムを利用して連続して３回の試料運転を実行して得られた３つのクロマトグラムの組である。それぞれの場合、図示のクロマトグラムは、前回の運転からのカラムブリードのキャリーオーバによってベースライン上で発生したノイズを示す後続の運転のクロマトグラムである。上のクロマトグラムでは、本明細に記載の手法を使用しない場合のカラムブリードキャリーオーバの程度が示されている。ベースラインは、特に１．５分〜３．５分の領域に顕著なピークを含む。試料検体が注入され、この期間内に溶出した場合、同定及び定量化が損なわれた可能性がある。
【００５３】
最初の試料運転の後、カラムが３００℃の滞留温度でフラッシュされると、図５において上のクロマトグラムと中央のクロマトグラムを比較することから明らかなように、２分間の合計フラッシュ時間（第１の高速冷却時間＋等温滞留時間）が与えられた場合、次の運転にてノイズが顕著に低減している。３００℃及び１ｍｌ／分のＨｅ流でこの寸法のカラムの場合、ボイド時間は約１．８分である。２分間のフラッシュは、ボイド時間の約１．１倍である。３００℃で滞留するだけでなく、等温滞留時間の間のみカラム内の圧力を上昇させて３ｍｌ／分の滞留流（０．８５分のボイド時間）を達成すると、図５の下のクロマトグラムから明らかなように、１分のフラッシュ時間だけで匹敵するレベルのノイズ軽減を達成することができる。
【００５４】
実施例２−滞留温度の決定
最適滞留温度は、主に、カラムの相の種類及び寸法と、カラムの最終温度との関数である。最適滞留温度は、前回の運転が終了した後及び急速な冷却の間の様々な滞留温度を用いた１〜２ボイド時間にわたるフラッシュの結果として生じる、次の運転においてベースライン変動を引き起こすカラムブリードの程度（以下の実施例では、米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）ノイズが尺度として使用された）を観察することによって実験的に決定することができる。
【００５５】
選択された滞留温度が低すぎる場合、試料運転の進行中に生成されたブリード生成物は、あまり流動性がなく、容易にフラッシュされない。一方、選択された滞留温度が高過ぎると、フラッシュ期間中にカラム上の相が相当に破壊され続け、カラムの清浄化も不良になる。最適な点では、これらの２つのニーズは非常にバランスが取れている。これは図６に示されており、図６は、３５０℃の最終温度を含む、ＤＢ−５ｍｓカラム及び方法に対する４回の異なるフラッシュ時間についての滞留温度の関数としてＡＳＴＭノイズのプロットの組である。このカラムとこの方法の条件とに関して、最終温度より約５０℃低い滞留温度（すなわち３００℃）が最適に近くなる。
【００５６】
実施例３−滞留時間の決定
滞留時間は、滞留温度で等温に費やされた時間である。複数の方法構成を一般化するためには、絶対時間よりもむしろカラムボイド時間の数Ｎｖｏｉｄの観点から、総フラッシュ時間（第１の冷却時間と滞留時間との合計）を検討することが有用である。これは、ブリード粒子がシステムからフラッシュされることができる速度が、カラムを通る流れに直接関係するためである。フラッシュ中のカラムボイド時間の数は、次のように表すことができる。
【数１】
2019519782.tif 000003
【００５７】
図７は、実験運転の前後で同じオーブン熱プロファイルだが４つの異なる流量で実行するＨＰ−１カラムのカラムボイド時間の数の関数としてのＡＳＴＭノイズのプロットである。曲線がボイド時間の数でスケーリングされるとき、それらの曲線は、１度のボイド時間後にノイズを低減する利点の多くが達成されるという同様の傾向を示す。これは、ブリード生成物が十分に流動性を得るように滞留温度が選択されるからである。このことから、一実施形態によれば、総フラッシュ時間が約１〜約４ボイド時間範囲内になるように滞留時間を選択することが提案される。
【００５８】
実施例４−滞留圧力／流量の決定
前述したように、等温滞留時間の間にカラムを通る流れを増加させることはオプションである。流れの増加の効果は、カラムのボイド時間が短縮されるので、システムをより迅速にフラッシュすることである。これは、ボイド時間の数の点でフラッシュ時間を再び考慮することによって、より容易に視覚化される。
【００５９】
図８は、３つの異なる滞留流量に対するカラムボイド時間の数の関数としてのＡＳＴＭノイズのプロットの組である。この例では、ＨＰ−５  ３２０μｍ×３０ｍ×０．２５μｍのカラムを６５℃から３５０℃まで１５０℃／分で上昇させた。運転中の流量はヘリウム１ｍｌ／分であった。運転が完了した後、カラムを３００℃の滞留温度に冷却した。等温滞留温度に達すると、流量を図８の曲線に示された値に増加させた。フラッシュ期間にわたる流れプロファイルを平均化することによって計算されたボイド時間の有効回数を用いて、ノイズ曲線を互いに重ねて示すことができる。これは、例えば３ｍｌ／分の流量に対して、ボイド時間はその約半分の１ｍｌ／分であり、同じベースラインノイズの低減が滞留時間の半分で達成され得ることを意味する。
【００６０】
別の一実施形態によれば、カラムブリードキャリーオーバは、カラムブリードの生成及びカラム１０８の長さ全体にわたる顕著な温度勾配の発生をもたらす任意の形態の冷却が起こる期間に少なくとも部分的にオーバーラップする所定の短期間の間（例えば、約１５秒〜３０秒間）、カラム流を著しく減少（減速）又は更には停止（中止）させることによって軽減させることができる。このカラム流の減少又は停止は、カラム冷却の開始前の或る時点で開始することができ、カラム冷却がまだ実施されている間又はカラム冷却の完了後のいずれかが発生する時点で終了することができる。そのような時にカラム１０８を通るキャリアガスの流れを減少又は停止することにより、冷却中にカラム１０８に不均一に再分配することができないように、分解生成物の流動性を著しく減少させることができる。冷却が完了した後（すなわち、分解生成物が不動であり続けるのに十分、カラムの温度が低くなった後）、カラム流は、次の試料運転に備えてガスラインをパージする等の従来の目的のために再開することができる。ＧＣシステム１００のカラム１０８以外の部分を通るキャリアガス流、例えばスプリットベントトラップを通るキャリアガス流又はセプタムパージフローは、そのような流れがカラム流から独立して制御される場合には必ずしも停止又は減速させる必要はない。さらに、例えば、検出器構成流等の同様にカラム流の一部ではない検出器１１６を通るガス流も、必ずしも停止又は減速する必要はない。
【００６１】
図９は、本開示の一実施形態に係る、試料に対してガスクロマトグラフィ（ＧＣ）を実施する方法の一例を示すフロー図９００である。最初のステップとして、ＧＣカラムを通るキャリアガスの流れが初期（又は第１の又は通常の）流量で開始され（ステップ９０２）、ＧＣカラムの加熱が開始される（ステップ９０４）。ＧＣカラムを例えばいくらか低温に加熱することは、ＧＣカラムを通るキャリアガスの流れの開始に先立って開始することができる。したがって、図９にステップ９０２及び９０４が示される順序は、キャリアガス流及びカラム加熱が開始される順序を制限することを意図しない。キャリアガス流の開始及びカラム加熱の後、試料とキャリアガスとの混合物を生成するために、試料は流れているキャリアガスに注入され（ステップ９０６）、この混合物はＧＣカラムを通って検出器に流され、本明細書で試料運転時間と呼ばれる時間の間、試料からクロマトグラフィデータを取得する。試料運転時間の間、ＧＣカラムの加熱は、実施される特定の方法に応じて、ＧＣカラムを所定の温度に維持するか、又は所定の温度プロファイルに従ってカラム温度を変化させるように実施することができる。
【００６２】
分析が完了すると、試料運転時間の後に、カラム冷却を開始する前に固定相分解生成物の流動性を低減するために、カラム流が初期流量から減少流量（又は第２の流量）に減少される所定の時間が続く（ステップ９０８）。いくつかの実施形態では、減少流量はゼロ流量であってもよく、すなわち流量を減少させることは、カラム流を完全に停止（中止）させることを伴い得る。この遅い流れ又は停止した流れのこの待機時間の後に、ＧＣカラムを冷却することができる冷却時間が続く（ステップ９１０）。本明細書に記載されているように、冷却は受動的に行っても、又は能動的な冷却プロセスによって補助してもよい。分解生成物がほとんど流動性を持たないことを保証するために、この冷却時間の一部又は全部に対して、流れが減少した速度で継続するか、又は完全に停止する（ステップ９１２）。冷却が完了したら、流れがまだ戻されていない場合、事前運転条件に戻ることができる（例えば、方法はステップ９０２に戻ることができる）。
【００６３】
冷却中の固定相分解生成物の流動性を最小にするための適切な所定の時間は、カラムの寸法（例えば、内径（ＩＤ）及び長さ）並びに或る特定の方法パラメータ（例えば、キャリアガスタイプ、流量、カラム温度）の関数である。この時間は、実験的に決定することができる。１つの方法は、材料の連続的な流れを、検出器が感度を有するキャリアガス流（例えば、ＦＩＤの場合はメタン）に導入することである。流れが十分に確立されると、カラム圧力をゼロに設定することができ、ベースラインが下向きのステップ変化を示す時間は、流れを減速又は停止させるのに必要な最小時間に対応する。別の選択肢は、減速又は停止時間を変化させるためのベースライン変動の大きさを観察する一連の実験を実行することである。例えば、最初の実験では、各運転の後にカラム流はその通常レベルにとどまり、問題の大きさを識別するために連続運転の初期のベースラインが調べられる。その後の実験では、カラム流が減少又は停止した時間が増加し、それぞれの前回の運転に続く運転に及ぼす影響が観察される。影響が十分に低下した場合、時間を更に長くする必要はない。１つの非限定的な例として、３０ｍ（長さ）×３２０μｍ（ＩＤ）×０．２５μｍ（相厚さ）のカラムでは、必要な減速又は停止時間は、通常約１５秒〜３０秒である。
【００６４】
上述のように、カラムブリードの影響を低減するための初期冷却期間前の流れを完全に停止させる代わりに、冷却前及び冷却中の流れを遅くすることができる。流れは、分解生成物を合理的に不動にするのに十分に遅くしなければならない。流れを８０％に（すなわち、通常の流量の２０％まで）低減することは、カラムブリードキャリーオーバの影響を有意に改善することが示されている。
【００６５】
理想的には、高速冷却オーブンの場合、分解生成物は、冷却が始まると実質的に不動であるべきである。これは、カラムのヘッドにおける入口圧力が出口圧力と同じ（又はほぼ同じ）であることを必要とする。一方の端部が入口に接続され、他方が大気圧検出器に接続された１つのカラムを備える単純なＧＣシステムでは、これは、入口圧力をゼロゲージ圧力（又はゼロゲージ圧力近く値）に設定するか、又は流量制御器をゼロ（又はゼロ近く）に設定することによって達成することができる。カラムの入口側と出口側との両方に圧力制御を有するポストカラムバックフラッシュを含むもの等のより複雑なシステムでは、カラムの出口に接続された圧力制御器を、入口圧力に等しく（又はほぼ等しく）設定する必要がある。
【００６６】
サイクル時間を増加させるので望ましくないが、カラム流の停止又は減少を或る期間にわたって実行してもよい。すなわち、カラムを通るキャリアガスの流量は、カラム流が停止又は瞬時に下降させるのではなく、ゼロ又は所望のより低い値に到達するまで、所定の減少流量（例えば、約３０ｍＬ／分／分）に従って下降させてもよい。ここでも、この流れ無し又は減少流量条件は、冷却前及び冷却中の所定の期間保持されてもよい。
【００６７】
冷却時間の後、すなわちＧＣカラムが所望の温度に冷却された後、全部の流れを回復させることができ（冷却中にまだ回復していない場合）、ＧＣカラムの加熱を再開することができ、すなわち、ステップ９０２及び９０４は、次の試料運転のための準備として繰り返すことができる。したがって、別の試料をキャリアガス流に注入することができ（ステップ９０６）、本方法の残りのステップは、本明細書に記載されるように実行することができる。本方法は、本明細書に記載のカラム冷却時間中のカラム流の制御のために、カラムブリードキャリーオーバを最小限に抑えながら、任意の数の追加の試料運転に対して繰り返すことができる。
【００６８】
図９に示す流れ図９００はまた、図示された方法を実行することができる装置又はシステム（例えば、ＧＣシステム）を表すことができる。本明細書に記載され、図１に示されているコントローラ１２８等の装置又はシステムのコントローラは、本方法の１つ以上のステップのすべて又は一部を実行する（すなわち、実行する装置又はシステムの他のコンポーネントを制御する）ように構成されてもよい。例えば、コントローラは、キャリアガス及び試料をＧＣカラムに通して検出器まで流すようにキャリアガス源を制御し、試料運転時間の間、所定の温度に又は所定の温度プロファイルに従ってＧＣカラムを加熱するように加熱装置を制御し、キャリアガス及び試料をＧＣカラムに通して検出器まで流した後、冷却時間の間、ＧＣカラムを加熱するのを止めるように加熱装置を制御し、提供された任意の能動的なカラム冷却装置を制御し、所定の開始時間及び持続時間でＧＣカラムを通るキャリアガスの流れを減少又は停止させるようにキャリアガス源を制御するように構成することができる。コントローラはまた、試料運転時間中に試料からクロマトグラフィデータを取得するために検出器からの信号出力を受け取るように構成されてもよい。
【００６９】
本明細書に開示されたアプローチの評価により、分解生成物の溶出及び検出に起因するであろう信号内のピーク状の特徴が、カラム１０８の冷却の間にキャリアガスの流れが停止又は減速されていない従来の方法と比較して削減又は低減されることが示された。
【００７０】
実施例５
Agilent Technologies, Inc.のモデル番号１９０９１Ｊ−４１３カラム（３２０μｍ  ＩＤ×３０ｍ×０．２５μｍ相膜厚さ）を、ＦＩＤを備えた、上述して図１及び図２に示したものと一致するＧＣシステムに設置した。キャリアガス（ヘリウム）を、試料物質無しで一定流量３ｍＬ／分でカラムに通した。すなわち、この実施例で評価した実験運転は「ブランク」運転であった。カラムの長さは３０ｍであった。通常、この長さのカラムの場合、ＧＣシステムは、２０℃／分未満のカラム温度上昇を実行するようにプログラムされている。しかしながら、この実験では、ＧＣシステムは、カラムブリードキャリーオーバの問題を誇張して、それによって評価を向上させるために、１５０℃／分の極端に急速なカラム昇温を実行するようにプログラムした。具体的には、各実験運転に対して、ヘリウムを３ｍＬ／分でカラムに流しながら、カラム温度を６５℃で１分間保持し、続いてカラム温度を１５０℃／分の速度で３１５℃まで上昇させ、続いて３１５℃で３分間＋圧力減衰時間の間保持した。
【００７１】
図１０は、４つの異なる圧力減衰プロファイルに対して上述したような方法の実行による後続の運転のベースラインへの影響を示すクロマトグラムの組である。これらは、検出器ベースラインをより容易に観察することができるように、すべてブランク運転である（試料が注入されなかったことを意味する）。ピコアンペア（ｐＡ）単位のＦＩＤ信号は、各後続の運転において経過時間（分（minutes (min)））の関数としてトレースされる。クロマトグラムの右側の領域で観測される検出器信号の振動は、キャリーオーバの問題を示し、振動の程度のおおよそのピークツーピーク測定値が各クロマトグラムに記録される。最上部のクロマトグラムは、前回の運転の終了時にヘリウム流が停止しない「ベースライン」運転、すなわち従来の方法の運転の結果である。図１０に示すように、検出器信号の測定された振動の程度は２．５２ｐＡのピークツーピークであった。第２のクロマトグラム、第３のクロマトグラム、及び第４のクロマトグラムは、ヘリウムの流れを−３０（ｍＬ／分）／分の速度で０ｍＬ／分（流れ無し）まで減少させて、続いて、ヘリウム流を再開する前に、流れ無しの条件（０ｍＬ／分）を様々な時間の間、保持させた結果である。具体的には、図１０に示すように、流れ無しの条件は、それぞれ０分間、０．２５分間、及び０．１２５分間保持された。ヘリウム流を停止させた運転では、図１０に示すように、それぞれ１．２１ｐＡのピークツーピーク、０．３６ｐＡのピークツーピーク、及び０．５８ｐＡのピークツーピークの測定された検出器信号を生じた。したがって、図１０は、カラムブリードの悪影響と、本明細書に開示された方法に係るカラムブリードキャリーオーバの低減におけるカラム冷却前のカラム流の低減及び停止の有効性とを示す。
【００７２】
実施例６
本実施例は、１５０℃／分の代わりに１０℃／分のより典型的な温度上昇がプログラムされたことを除いて、上記の実施例５と同じ実験条件を利用した。
【００７３】
図１１は、上記の条件下で４つの異なる実験運転を行って得られたクロマトグラムの組である。実施例５のように、最上部のクロマトグラムは、ヘリウム流が止められなかったベースライン運転の結果である。図１１に示すように、測定された検出器信号は、０．１８６ｐＡのピークツーピークであった。実施例５と同様に、第２のクロマトグラム、第３のクロマトグラム、及び第４のクロマトグラムは、−３０（ｍＬ／分）／分の速度でカラムを通るヘリウムの流れを０ｍＬ／分（流れ無し）まで減少させて、続いて、流れ無しの条件（０ｍＬ／分）を、図１１に示すように、それぞれ０分、０．２５分、及び０．１２５分の間、保持させた結果である。図１１に示すように、ヘリウム流を停止させた運転は、それぞれ０．０７４ｐＡのピークツーピーク、０．０４６ｐＡのピークツーピーク、及び０．０５６ｐＡのピークツーピークの測定された検出器信号を生じた。したがって、図１１は、カラムブリードの悪影響と、本明細書に開示された方法に係るカラムブリードキャリーオーバの低減におけるカラム冷却中のカラムを通るキャリアガスの流れを低減及び停止する有効性とを更に示す。
【００７４】
実施例７
本実施例は、上記の実施例５と同じ実験条件を利用した。
【００７５】
図１２は、上記の条件下で３つの異なる実験運転に対して得られたクロマトグラムの組である。実施例５のように、最上部のクロマトグラムは、運転中及び運転後にヘリウム流が減速されずに３ｍＬ／分を維持するベースライン運転の結果である。測定された検出器信号は５．１ｐＡのピークツーピークであった。第２のクロマトグラム及び第３のクロマトグラムでは、運転の終了後、冷却が開始される前に、Ｈｅの流れをそれぞれ０．５ｍＬ／分及び０．１ｍＬ／分に０．５分間減速させた。ヘリウム流が減速された運転は、それぞれ３．２ｐＡのピークツーピーク及び３．２ｐＡのピークツーピークの測定された検出器信号を生じた。したがって、図１２は、本明細書に開示された方法に係る、カラムブリードの悪影響と、カラムブリードキャリーオーバ及びその悪影響の低減におけるカラム冷却前及びカラム冷却中のキャリアガスのカラムを通る流れを低減する有効性とを更に示す。
【００７６】
例示的な実施形態
ここで開示されている主題により提供される例示的な実施形態は、以下を含むが、これらに限定されない。
【００７７】
１．試料に対してガスクロマトグラフィ（ＧＣ）を実施する方法であって、キャリアガスをＧＣカラムに流すことと、試料運転時間の間、加熱プログラムに従ってＧＣカラムを加熱することであって、加熱プログラムは、ＧＣカラムのカラム温度を初期温度から最終温度まで上昇させることを含む、加熱することと、試料運転時間の間、試料を流れているキャリアガスに注入して試料とキャリアガスとの混合物を生成するとともに該混合物をＧＣカラムに流すことと、試料運転時間の後、冷却プログラムに従ってＧＣカラムを冷却することであって、冷却プログラムは、カラム温度を最終温度から滞留温度まで低下させることと、等温滞留時間の間、カラム温度を滞留温度に保持することと、等温滞留時間の後、カラム温度を滞留温度から初期温度まで低下させることとを含む、冷却することとを含む、方法。
【００７８】
２．滞留温度は、ＧＣカラム相の固定相の分解を実質的に回避するのに十分に冷たい温度であり、試料運転時間の前にＧＣカラム内に存在する分解生成物をフラッシュして除去するのを促進するのに十分に温かい温度である、実施形態１に記載の方法。
【００７９】
３．滞留温度は、最終温度よりも約２０℃〜約１００℃低い範囲内にある、実施形態１に記載の方法。
【００８０】
４．等温滞留時間は、試料運転時間の前にＧＣカラムに存在する分解生成物をＧＣカラムからフラッシュ可能にするのに有効な時間である、実施形態１に記載の方法。
【００８１】
５．最終温度から滞留温度までのカラム温度の低下が起こる持続時間と等温滞留時間との合計としてフラッシュ時間を定義することを含み、フラッシュ時間は、ＧＣカラムのボイド時間の約１倍〜約４倍の範囲内の時間及び約１分〜５分の範囲内の時間からなる群から選択される、実施形態１に記載の方法。
【００８２】
６．カラム温度を最終温度から滞留温度まで低下させること、又はカラム温度を滞留温度から初期温度まで低下させること、又は前述のことの両方は、１００℃／分〜１０００℃／分の範囲内の冷却速度で実施される、実施形態１に記載の方法。
【００８３】
７．カラム温度を最終温度から滞留温度まで低下させることは、第１の冷却速度で行われ、カラム温度を滞留温度から初期温度まで減少させることは、第２の冷却速度で行われ、第１の冷却速度は第２冷却速度よりも大きい、実施形態１に記載の方法。
【００８４】
８．等温滞留時間の間、カラム温度を滞留温度に保持することの開始時間に、又はその後に、カラム流量を初期流量から上昇流量に増加させることと、等温滞留時間の少なくとも一部にわたる流量保持時間の間、カラム流量を上昇流量に保持することとを含む、実施形態１に記載の方法。
【００８５】
９．カラム流量を増加させることは、カラム入口圧力を増加させることを含む、実施形態８に記載の方法。
【００８６】
１０．試料運転時間の間に、混合物をＧＣカラムから検出器に流して、試料からクロマトグラフィデータを取得することを含む、実施形態１に記載の方法。
【００８７】
１１．冷却プログラムに従ってＧＣカラムを冷却することは、対象の検体がカラムから溶出した後に行われる、実施形態１に記載の方法。
【００８８】
１２．ガスクロマトグラフィ（ＧＣ）システムであって、ＧＣカラムと、試料とキャリアガスとの混合物をＧＣカラムに流すように構成されたキャリアガス源と、ＧＣカラムを加熱するように構成された加熱装置と、コントローラとを備え、コントローラは、試料運転時間の間に、混合物をＧＣカラムに流すようにキャリアガス源を制御することと、試料運転時間の間に、加熱プログラムに従ってＧＣカラムを加熱するように加熱装置を制御することであって、加熱プログラムは、ＧＣカラムのカラム温度を初期温度から最終温度まで上昇させることを含む、制御することと、試料運転時間の後に、冷却プログラムに従ってＧＣカラムを冷却するように加熱装置を制御することであって、冷却プログラムは、カラム温度を最終温度から滞留温度まで低下させることと、等温滞留時間の間に、カラム温度を滞留温度に保持することと、等温滞留時間の後に、カラム温度を滞留温度から初期温度まで低下させることとを含む、制御することとを行うように構成される、ガスクロマトグラフィ（ＧＣ）システム。
【００８９】
１３．コントローラは、滞留温度を最終温度よりも約２０℃〜約１００℃低い範囲内に維持するように構成されている、実施形態１２に記載のＧＣシステム。
【００９０】
１４．フラッシュ時間は、最終温度から滞留温度までのカラム温度の低下が起こる持続時間と等温滞留時間との合計として定義され、コントローラは、フラッシュ時間が、ＧＣカラムのボイド時間の約１倍〜約４倍の範囲内の時間及び約１分〜５分の範囲内の時間からなる群から選択されるように、加熱装置を制御するように構成されている、実施形態１２に記載のＧＣシステム。
【００９１】
１５．コントローラは、カラム温度を最終温度から滞留温度まで低下させること、又はカラム温度を滞留温度から初期温度まで低下させること、又は前述のことの両方が、１００℃／分〜１０００℃／分の範囲内の冷却速度で実施されるように、加熱装置を制御するように構成されている、実施形態１２に記載のＧＣシステム。
【００９２】
１６．コントローラは、カラム温度を最終温度から滞留温度まで低下させることが第１の冷却速度で行われ、カラム温度を滞留温度から初期温度まで減少させることが第２の冷却速度で行われ、第１の冷却速度が第２冷却速度よりも大きくなるように、加熱装置を制御するように構成される、実施形態１２に記載のＧＣシステム。
【００９３】
１７．コントローラは、等温滞留時間の間、カラム温度を滞留温度に保持することの開始時間に、又はその後に、カラム流量を初期流量から上昇流量に増加させることと、等温滞留時間の少なくとも一部にわたる流量保持時間の間、前記流量を上昇流量に保持することとを行うように構成される、実施形態１２に記載のＧＣシステム。
【００９４】
１８．ＧＣカラムを能動的に冷却するように構成された冷却装置を備え、コントローラは、試料運転時間の後に、冷却プログラムに従ってＧＣカラムを冷却するように冷却装置を制御するように構成される、実施形態１２に記載のＧＣシステム。
【００９５】
１９．試料をキャリアガスの流れに注入して混合物を生成するように構成されたインジェクタ、カラム出口から流れる混合物の検体を検出するように構成された検出器、及び前述のものの両方からなる群から選択されたコンポーネントを備える、実施形態１２に記載のＧＣシステム。
【００９６】
２０．カラム出口から流れる混合物の検体を検出するように構成された検出器を備え、コントローラは、検出器からの信号出力を受信して、試料からクロマトグラフィデータを取得するように構成される、実施形態１２に記載のＧＣシステム。
【００９７】
２１．プロセッサによって実行されたときに、実施形態１の方法に従ってＧＣカラムを制御又は冷却する命令が格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。
【００９８】
２２．試料に対してガスクロマトグラフィ（ＧＣ）を実施する方法であって、キャリアガスをＧＣカラムに流すことと、試料運転時間の間、ＧＣカラムを所定の温度に加熱する又は所定の温度プロファイルに従って加熱することと、試料運転時間の間、試料を流れているキャリアガスに注入して試料とキャリアガスとの混合物を生成するするとともに該混合物をＧＣカラムに流すことと、試料運転時間の後、冷却時間の間にＧＣカラムを冷却することと、冷却時間の少なくとも初期部分の間に、ＧＣカラムを通るキャリアガスの流れを減少させるか又は停止させることとを含む、方法。
【００９９】
２３．ＧＣカラムを冷却する前に、ＧＣカラムを通るキャリアガスの流れを減少又は停止させることを開始することを含む、実施形態２２に記載の方法。
【０１００】
２４．混合物は、ＧＣカラムを通るキャリアガスの流れを減少又は停止させる前に初期流量でＧＣカラムを通って流れ、方法は、冷却時間の所定の部分の後に、初期流量でＧＣカラムを通るキャリアガスの流れを再開することを更に含む、実施形態２２に記載の方法。
【０１０１】
２５．混合物は、ＧＣカラムを通るキャリアガスの流れを減少又は停止させる前に初期流量でＧＣカラムを通って流れ、方法は、冷却時間の間に、少なくとも所定の低下したカラム温度までＧＣカラムを冷却して、続いて初期流量でＧＣカラムを通ってキャリアガスを流すことを再開することを更に含む、実施形態２２に記載の方法。
【０１０２】
２６．キャリアガスの流れを減少又は停止させることは、流量が所定の低下した流量又はゼロの流量になるまでキャリアガスの流量を減少させることと、流量を０分以上の時間の間、低下した流量又はゼロの流量に維持することとを含む、実施形態２２に記載の方法。
【０１０３】
２７．ガスクロマトグラフィ（ＧＣ）システムであって、ＧＣカラムと、試料とキャリアガスとの混合物をＧＣカラムに流すように構成されたキャリアガス源と、ＧＣカラムを加熱するように構成された加熱装置と、コントローラとを備え、コントローラは、混合物をＧＣカラムに通して検出器まで流すようにキャリアガス源を制御することと、試料運転時間の間に、ＧＣカラムを所定の温度に加熱する又は所定の温度プロファイルに従って加熱するように加熱装置を制御することと、試料運転時間の後、冷却時間の間に、ＧＣカラムの加熱を止めるように加熱装置を制御することと、冷却時間の少なくとも初期部分の間に、ＧＣカラムを通るキャリアガスの流れを減少させるか又は停止させるように、キャリアガス源、又はキャリアガス源とＧＣカラムとの間の流量調整器を制御することとを行うように構成される、ガスクロマトグラフィ（ＧＣ）システム。
【０１０４】
２８．コントローラは、ＧＣカラムを冷却する前に、ＧＣカラムを通るキャリアガスの流れを減少又は停止させ始めるように構成された、実施形態２７に記載のＧＣシステム。
【０１０５】
２９．ＧＣカラムを能動的に冷却するように構成された冷却装置を備え、コントローラは、冷却時間の間にＧＣカラムを冷却するように冷却装置を制御するように構成される、実施形態２７に記載のＧＣシステム。
【０１０６】
３０．試料をキャリアガスの流れに注入して混合物を生成するように構成されたインジェクタ、カラム出口から流れる混合物の検体を検出するように構成された検出器、及び前述のものの両方からなる群から選択されたコンポーネントを含む、実施形態２７に記載のＧＣシステム。
【０１０７】
３１．カラム出口から流れる混合物の検体を検出するように構成された検出器を含み、コントローラは、試料からのクロマトグラフィデータを得るために検出器からの信号出力を受け取るように構成される、実施形態２７に記載のＧＣシステム。
【０１０８】
３２．プロセッサによって実行されたときに、実施形態２２に記載の方法に従って、ＧＣカラムを通るキャリアガスの流れを制御する又は減少若しくは停止させる命令を記憶した非一時的コンピュータ可読媒体。
【０１０９】
本明細書に記載したプロセス、サブプロセス及びプロセスステップのうちの１つ以上を、１つ以上の電子デバイス又はデジタル制御デバイスにおいて、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又は上述したもののうちの２つ以上の組合せによって実行することができることが理解されよう。ソフトウェアは、例えば、図１に概略的に示すシステムコントローラ１２８等、適切な電子処理コンポーネント又はシステムのソフトウェアメモリ（図示せず）に存在することができる。ソフトウェアメモリは、論理機能（すなわち、デジタル回路若しくはソースコード等のデジタル形態で、又はアナログ電気信号、音声信号若しくはビデオ信号等のアナログソース等のアナログ形態で実施することができる、「ロジック」）を実施する実行可能命令の順序付きリストを含むことができる。それらの命令は処理モジュール内で実行することができ、処理モジュールは、例えば、１つ以上のマイクロプロセッサ、汎用プロセッサ、プロセッサの組合せ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含む。さらに、概略図は、アーキテクチャ又は機能の物理的レイアウトによって限定されない物理的（ハードウェア及び／又はソフトウェア）実施態様を有する機能の論理的分割を記載する。本明細書に記載したシステムの例は、種々の構成で実施することができ、単一のハードウェア／ソフトウェアユニットで、又は別個のハードウェア／ソフトウェアユニットでハードウェア／ソフトウェアコンポーネントとして動作することができる。
【０１１０】
実行可能命令は、命令が記憶されたコンピュータプログラム製品として実施することができ、命令は、電子システム（例えば、図１のシステムコントローラ１２８）の処理モジュールによって実行されると、電子システムに対し命令を実行するように指示する。コンピュータプログラム製品は、電子コンピュータベースシステム、プロセッサを含むシステム、又は選択的に命令実行システム、命令実行装置又は命令実行デバイスから命令を取り出しそれらの命令を実行することができる他のシステム等の命令実行システム、命令実行装置又は命令実行デバイスによって又はそれらと接続して使用される任意の非一時的コンピュータ可読記憶媒体において選択的に具現化することができる。本開示の文脈では、コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、命令実行装置又は命令実行デバイスによって又はそれらと接続して使用されるプログラムを記憶することができる任意の非一時的手段である。非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、選択的に、例えば、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線又は半導体のシステム、装置又はデバイスとすることができる。非一時的コンピュータ可読媒体のより具体的な例の非網羅的リストには、１本以上のワイヤを有する電気接続（電子）、ポータブルコンピュータディスケット（磁気）、ランダムアクセスメモリ（電子）、リードオンリメモリ（電子）、例えばフラッシュメモリ等の消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（電子）、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等のコンパクトディスクメモリ（光学）及びデジタルバーサタイルディスクメモリ、すなわちＤＶＤ（光学）が挙げられる。非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、プログラムが印刷される紙又は別の適切な媒体とすることさえもできることに留意されたい。それは、プログラムは、例えば紙又は他の媒体の光学的スキャンを介して電子的に取り込み、その後、必要な場合は適切な方法で、コンパイルし、解釈し又は他の方法で処理し、その後、コンピュータメモリ又は機械メモリに記憶することができるためである。
【０１１１】
本明細書において用いられるときに、「信号通信する」又は「電気通信する」という用語は、２つ以上のシステム、デバイス、コンポーネント、モジュール又はサブモジュールが、或るタイプの信号経路を介して進行する信号を介して互いに通信することができることを意味することも理解されよう。それらの信号は、第１のシステム、デバイス、コンポーネント、モジュール又はサブモジュールと第２のシステム、デバイス、コンポーネント、モジュール又はサブモジュールとの間の信号経路に沿って第１のシステム、デバイス、コンポーネント、モジュール又はサブモジュールから第２のシステム、デバイス、コンポーネント、モジュール又はサブモジュールに情報、電力又はエネルギーを伝達することができる、通信信号、電力信号、データ信号又はエネルギー信号とすることができる。信号経路は、物理的接続、電気的接続、磁気的接続、電磁的接続、電気化学的接続、光学的接続、有線接続又は無線接続を含むことができる。また、信号経路は、第１のシステム、デバイス、コンポーネント、モジュール又はサブモジュールと第２のシステム、デバイス、コンポーネント、モジュール又はサブモジュールとの間の更なるシステム、デバイス、コンポーネント、モジュール又はサブモジュールを含む場合もある。
【０１１２】
概して、「通信する（communicate）」及び「通信している（in...communication with）」（例えば、第１のコンポーネントが第２のコンポーネントと「通信する」又は「通信している」）等の用語を、本明細書では、２つ以上のコンポーネント又は要素間の構造的、機能的、機械的、電気的、信号、光、磁気、電磁気、イオン又は流体関係を示すように用いている。したがって、１つのコンポーネントが第２のコンポーネントと通信すると言われることは、第１のコンポーネントと第２のコンポーネントとの間に追加のコンポーネントが存在し、及び／又はそれらに動作的に関連するか若しくは関与する可能性を排除するようには意図されていない。
【０１１３】
本発明の様々な態様又は詳細を、本発明の範囲から逸脱することなく変更することができることが理解されよう。さらに、上記説明は、単に例示の目的のものであって限定の目的のものではなく、本発明は特許請求の範囲によって規定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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